电磁炉设计与研究.doc

电磁炉的设计与实现
专业: 通信工程
班级: 13通信2
姓名:
学号:
指导教师:
电气信息工程学院
2016 年 5 月
电磁炉的设计与实现
摘要
电磁炉是目前发展最快的,市场增长幅度最高的家电产品之一。开发的电磁炉具有成本低、界面多、功能齐全等优点,有一定的市场竞争力。本文基于感应加热原理,设计开发了电磁炉的控制系统,完成了电磁炉控制系统的硬件和软件设计,本文主要研究内容如下:
电磁炉的发展过程、工作原理、功能实现原理、硬件电路设计原理以及单片机程序的结构等。硬件电路主要包括主回路、控制电路、保护电路、电源电路和显示电路等单元回路。
电磁炉实现的功能:加热功能、定温功能、定时功能、无锅检测功能、报警功能,具体包括过热报警、过压或者欠压报警、风扇失效报警等。
显示界面是数码管显示界面。单片机的使用让电磁炉实现了智能化,主要包括提供良好的人机界面、功率自动控制、温度自动控制、定时控制以及各种自动检测报警等。该系统覆盖了电、机、磁等众多的知识。单片机程序结构分主程序和定时器中断服务程序两个部分,经过反复试验运行,程序运行稳定可靠。
关键词:电磁炉电磁感应 CKM001 拓扑结构
绪论

在半个世纪以前,德国人利用电磁感应原理发明电磁炉。从此,电磁炉开始走进人们的生活。目前,在西方发达国家,电磁炉的使用率比较高,基本上达到80%左右。现在由于人们生活水平的提高,厨房电气化程度越来越高,电磁炉在我国也逐渐地进入千家万户。
与其他传统的加热厨房用具相比,电磁炉作为高科技的产品,具有许多的优点。它既环保又节能,被人们称为“绿色炉具”。一般说来,电磁炉具备以下四个方面的优点:
安全卫生
使用电磁炉烹调时,无热、无辐射、无烟、无明气、无烟尘排放,十分有利于净化空气和环境保护[1]。同时,使用电磁炉也有利于减少火灾的发生。这是因为基于电磁感应的原理,电磁炉自身是不会发热的,只有使用铁质的锅底才能产生热量,所以假若在使用电磁炉做饭的过程中,手指不小心的碰到电磁炉,也不会有灼伤的危险。
体积小、重量轻、使用方便
电磁炉是全封闭的结构,外面只有一只电源线。使用电磁炉没有场合的限制,只需要把电源线插到220V的插座上即可使用。电磁炉的用户界面上有相应的开关键和指示灯,操作比较简单,而且电磁炉内部有许多附加的保护电路,任何人都可轻松使用它。
加热的温度可以随意调节
一般地说,电磁炉的输入功率在200-2000W之间。与其他单一功率的厨房用具相比,可以依据煎、炒、炸、蒸、煮等选择合适的功率,并且功率调节非常简单。
热效率比较高且升温比较快
电磁炉是通过高频电流经过线圈产生变化的磁场,而变化的磁场在铁质的锅底产生感应电流(涡流),涡流产生大量的热量使铁质锅底快速发热。在这个过程中,不存在热量的损耗。一般的煤气炉的热效率为40%,电炉为52%.而电磁炉为高达83%[2]。有人根据现在的用电价格与煤气的价格做过计算,使用电磁炉比用液化气节省近三分之一。
近年来,国内对电磁炉的需求量十分大。它已成为中国市场上比较受欢迎的小家电产品之一。随着环保意识和节能概念深入人心,电磁炉这种既环保又节能的厨房烹饪用具的市场潜力是巨大的。电磁炉正处于成长期。粗略地统计,目前国内有1000多家厂家把电磁炉作为自己企业的重点发展方向,投入大量的资金开发更智能化的,功能更加齐全的电磁炉。

早在1957年德国NEFF公司开始把电磁炉转为民用。而后,在上世纪70年代美国也进行电磁炉的开发。到了上世纪的80年代,在西方发达国家电磁炉的使用率在70%左右。而到了上世纪80年代末,电磁炉才开始进入国内市场。虽然电磁炉在90年代初曾经经历过一阵猛烈的旋风,但是由于很多厂家急功近利,急于开发市场,而忽略了电磁炉的技术开发,片面以价格争夺市场,导致电磁炉的质量不稳定,频繁地招到消费者的投诉,终于在热了一阵后走了下坡路[4]。直到上世末期,由于技术的进步,众多的家用电器的诞生,使电磁炉再次有了新的生机。就目前而言,我国的电磁炉市场比西方的发达国家至少晚了10年的时间[3]。
. 本课题的主要内容
本文设计的电磁炉是民用的小功率的厨房电气设备。主要内如下:
(1)简单介绍了研究电磁炉的背景,描述了国内电磁炉的发展的历史和现状,提出了电磁炉发展趋势。
(2) 感应加热是利用电磁感应的原理使电能转变成热能。电磁炉就是基于这个原理设计的。电磁炉加热的原理:当线圈中通过高频电流时,线圈周围产生高频交变磁场,在高频交变磁场的作用下,铁质锅底中产生强大的涡流,锅底迅速释放出大量的热量,达到加热目的。
(3)简单介绍了电磁炉的可能出现的主要的故障和平时使用注意事项。
电磁炉感应加热原理